一种吸波材料外饰涂层及其制备方法与流程

本发明涉及吸波材料领域，涉及一种吸波材料外饰涂层及其制备方法。

背景技术：

随着现代社会的不断发展，家用电器产品日益普及和电子化，伴随着通讯手段和各种电子设备的普及，目前也造成了周围电磁环境的日益复杂和恶化。小到cpu及各种电子器件，大到通讯基站及各类大型终端设备，都会无时无刻的产生各种“电磁污染”，这种“电磁污染”不仅对周围电气电子产品的电磁兼容性问题提出考验，同时人体长期处于这种状态下，会引发或触发心脏病、学习障碍等各种疾病。所以目前各国政府和生产企业都对于

“电磁污染”问题给予了高度重视。

电磁波吸收材料，简称吸波材料，主要采用高分子材料与电磁波吸收剂结合，从而制成不同类型的吸波材料。目前市面上出现有多种不同类型的吸波材料，例如软质发泡型、软质卷材型、硬质片材型等等，是如今在军民无线通讯、电磁兼容等领域得到大量应用的材料。电磁波吸波剂通过吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，将其转换为热能，从而减少电磁波的干扰，例如羰基铁粉、碳黑、超细纤维粉、铁基合金微粉等等。

在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。但吸波材料自身耐候性可能有所欠缺，所以通常在其外饰表面进行涂层处理，既可以提高产品的耐候性又能满足客户对于外观方面的各种需求。传统的吸波材料外饰涂层有以下问题：1、吸波材料是将电磁波以热能形式耗散，在其表面的涂层会明显阻碍吸波材料从内到周围环境的散热，进而加速内部的老化；2、传统喷涂所需干燥时间较长，耗时耗力；3、对于吸波材料表面的覆盖率不足，不能够起到很好的遮盖效果；4、涂料稳定性差，长期恶略条件下效果不佳。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供吸波材料外饰涂层。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种吸波材料外饰涂层，它包括以下重量份数的原料组分：

优化地，所述活性稀释剂是采用质量分数为10～30％的三丙二醇丙烯酸酯和质量分数为10～30％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按体积比1：3混合复配而成。

优化地，所述光引发剂为选自苯偶酰类、烷基苯酮类、二苯甲酮类和硫杂蒽酮类引发剂中的一种。进一步地，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。

优化地，所述石墨烯的尺寸为20～100mm。

优化地，所述环保型阻燃剂为甲基膦酸二甲酯。

优化地，所述硅烷偶联剂为选自乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种组成的混合物。

本发明的又一目的在于提供一种上述吸波材料外饰涂层的制备方法，它包括以下步骤；

(a)将配方量的聚氨酯丙烯酸酯加入至反应釜内，用部分活性稀释剂进行稀释；

(b)将配方量的硅烷偶联剂加入反应釜内，搅拌5～10min；

(c)向所述反应釜内依次投入石墨烯、环保型阻燃剂以及无机填料，调整转速至500～1000r/min，搅拌30～60min；

(d)降低转速至100～200r/min，向所述反应釜内加入配方量的光引发剂、流平剂、消泡剂和剩余活性稀释剂，调整浆料状态并控制粘度在100～600mpa·s；

(e)将所述浆料喷涂至吸波材料表面，重复3-4次；将吸波材料经履带送入紫外灯辐射区进行光固化反应，处理10～120s即可。

优化地，步骤(a)中，加入部分活性稀释剂，调节转速至200～300r/min，搅拌10～30min，使所述聚氨酯丙烯酸酯充分稀释。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明吸波材料外饰涂层，通过将聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、硅烷偶联剂等各组分进行混合，能够产生协同效果：涂料稳定性好，导热系数、热阻性能进一步改善；能够对吸波材料表面充分覆盖，干燥时间短，且对材料吸波性能未产生消极影响；固化快速、生产效率高，与基材表面粘结性好，涂层稳定性好；涂层导热效果好，易于内部热能的耗散避免老化；喷涂浆料状态稳定，喷涂覆盖率高。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明吸波材料外饰涂层的制备方法中使用的紫外固化实验装置；

1、传动组件；2、遮光罩；3、聚光镜；4、紫外灯；5、石英玻璃；6、光固化样品。

具体实施方式

本发明吸波材料外饰涂层，它包括以下重量份数的原料组分：聚氨酯丙烯酸酯20～40份；活性稀释剂40～70份；光引发剂0.2～1份；石墨烯1～10份；环保型阻燃剂1～10份；无机填料1～10份；硅烷偶联剂1～5份；流平剂0.1～1份；消泡剂0.1～1份。通过将聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、硅烷偶联剂等各组分进行混合，能够产生协同效果：涂料稳定性好，导热系数、热阻性能进一步改善；能够对吸波材料表面充分覆盖，干燥时间短，且没有对吸波材料的电磁屏蔽效果产生影响。

上述的聚氨酯丙烯酸酯(pua)采用市售的即可，如广州帝景uv184、济宁宏明mh-817、济宁百川dsm-1024中的一种；它通常由聚醚二元醇、含羟基丙烯酸酯以及多异氰酸酯反应制备获得，是一种紫外光固化涂料，其具有固化速度快、能耗低的优点，同时可以限制易挥发的有机物质。上述活性稀释剂是采用质量分数为10～30％的三丙二醇丙烯酸酯(纯三丙二醇丙烯酸酯与丙酮配制而成，即三丙二醇丙烯酸酯的丙酮溶液，下同)和质量分数为10～30％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按体积比1：3混合复配而成；可以溶解和稀释低聚物，用于调节体系粘度。上述光引发剂为选自苯偶酰类、烷基苯酮类、二苯甲酮类和硫杂蒽酮类引发剂中的一种，最优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(tpo)。石墨烯可以赋予外饰涂层优良的导热散热性能，可以及时将热量耗散，其尺寸控制在20～100mm。环保型阻燃剂为甲基膦酸二甲酯，其具有阻燃效果好，稳定性强，耐水和耐溶剂性好等优点；相较于传统卤素阻燃剂，受热分解时产生气体低烟、低毒。硅烷偶联剂含有硅烷氧基和有机官能团，其对于无机物和有机物都具有反应性或形容性，通过在体系内添加适量的硅烷偶联剂可以使体系更加稳定，可选的硅烷偶联剂种类有乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷等。无机填料为选自滑石粉、凹凸棒土、碳酸钙和陶土中的一种或多种组成的混合物；流平剂采用市售的即可，如选自硅油、聚二甲基硅氧烷和聚醚有机硅氧烷中的一种或多种组成的混合物；消泡剂采用市售的即可，如选自聚醚类、有机硅类和聚有机硅氧烷中的一种或多种组成的混合物。

上述吸波材料外饰涂层的制备方法，它包括以下步骤；(a)将配方量的聚氨酯丙烯酸酯加入至反应釜内，用部分活性稀释剂进行稀释；(b)将配方量的硅烷偶联剂加入反应釜内，搅拌5～10min；(c)向所述反应釜内依次投入石墨烯、环保型阻燃剂以及无机填料，调整转速至500～1000r/min，搅拌30～60min；(d)降低转速至100～200r/min，向所述反应釜内加入配方量的光引发剂、流平剂、消泡剂和剩余活性稀释剂，调整浆料状态并控制粘度在100～600mpa·s；(e)将所述浆料喷涂至吸波材料表面，重复3-4次；将吸波材料经履带送入紫外灯辐射区进行光固化反应，处理10～120s即可；使得浆料状态更均匀稳定，利于喷涂，提高覆盖率。步骤(a)中，加入部分活性稀释剂，调节转速至200～300r/min，搅拌10～30min，使所述聚氨酯丙烯酸酯充分稀释。

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种吸波材料外饰涂层，它包括以下质量份数的原料：

聚氨酯丙烯酸酯(济宁宏明mh-817)20份；

活性稀释剂(采用质量分数为10～30％的三丙二醇丙烯酸酯丙酮溶液和质量分数为10～30％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯丙酮溶液按体积比1：3混合复配而成)70份；

光引发剂(tpo)1份；石墨烯(青岛晨阳tfs-399)10份；环保型阻燃剂(甲基膦酸二甲酯)1份；无机填料(广州振威r-930)1份；硅烷偶联剂(广州龙凯kh550)5份；流平剂(惠州三合sanhe-866)0.1份；消泡剂(深圳大洋byk-071)0.1份。

上述吸波材料外饰涂层的制备方法，它包括以下步骤；

(a)将配方量的聚氨酯丙烯酸酯加入至反应釜内，加入部分活性稀释剂(全部活性稀释剂质量的80％)，调节转速至200～300r/min，搅拌10～30min，使聚氨酯丙烯酸酯充分稀释；

(b)将配方量的硅烷偶联剂加入反应釜内，搅拌5～10min；

(c)向反应釜内依次投入配方量的石墨烯、环保型阻燃剂以及无机填料，调整转速至500～1000r/min，搅拌30～60min；

(d)降低转速至100～200r/min，向反应釜内加入配方量的光引发剂、流平剂、消泡剂和剩余活性稀释剂，调整浆料状态并控制粘度在100～600mpa·s，使得流延效果好且无明显气泡即可；

(e)将所述浆料喷涂至吸波材料表面，重复3-4次；将吸波材料经履带送入紫外灯辐射区进行光固化反应(如图1所示)，处理10～120s即可。

实施例2

本实施例供一种吸波材料外饰涂层，它与实施例1中的基本一致，不同的是，它包括以下质量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯40份；活性稀释剂40份；光引发剂0.2份；石墨烯1份；环保型阻燃剂1份；无机填料1份；硅烷偶联剂1份；流平剂0.1份；消泡剂0.1份。

实施例3

本实施例供一种吸波材料外饰涂层，它与实施例1中的基本一致，不同的是，它包括以下质量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯30份；活性稀释剂50份；光引发剂0.5份；石墨烯5份；环保型阻燃剂3份；无机填料5份；硅烷偶联剂2份；流平剂0.3份；消泡剂0.3份。

对比例1

本例提供一种吸波材料外饰涂层，它与实施例3中的基本一致，不同的是：它不包含聚氨酯丙烯酸酯和活性稀释剂。

对比例2

本例提供一种吸波材料外饰涂层，它与实施例3中的基本一致，不同的是：直接将各原料混合、搅拌后喷涂至吸波材料表面。

采用广东某公司生产的高性能吸波片为样品(即光固化样品)：磁导率180、厚度0.8mm，分别喷涂实施例1-3、对比例1-2中的吸波材料外饰涂层，完成后测试产品性能(实施例1-3中实测磁导率约为179.1)，其与未经处理的样品性能基本一致，说明对于吸波性能未产生消极影响。将上述各样品做耐候性(测试标准：gb/t14838-1993)及导热性能测试(测试标准：gb/t29313—2012)，其测试结果见表1。

表1各样品耐候性和导热性能测试表

注：传统处理样品的具体方法如下：将各类功能性助剂混合投入反应釜内，并添加适当溶剂，直接搅拌均匀后获得混合浆料，通过涂覆工艺，将浆料多次重复涂覆至样品表面，干燥后再重复该操作3～4次，即可得到所需样品。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。